[發明專利]一種基于光視覺技術的海底管道自主巡檢方法及設備

有效

• 申請號: 202110349057.2
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113191389B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 高天羽;解子祺;李志航
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06V10/774
• 分類號: G06V10/774;G06N20/00
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

1.一種基于光視覺技術的海底管道自主巡檢方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取訓練數據集對建立的管道漏點識別模型進行訓練；

通過訓練后的漏點識別模型獲取管道漏點圖像；

根據實際的管道漏點圖像獲取情況確定評估時間，時間結束后根據采集到的所有數據對管道進行綜合評估；包括：

當目標管道長時間出現在圖像獲取設備視野內時，管道漏點識別模型判斷存在異常幀數超出閾值，開啟視覺定時器；當管道漏點識別模型再次判斷存在異常時，計時器清零重新計數，同時根據采集情況不斷調整計數器最大值；當計數器完成計數后，將采集到的圖像數據進行統計，并根據評估方法得出異常結果；

當數據量小于預設值，則允許長時間內持續獲取圖像數據；當圖像數據量滿足評估要求時，計數器最大值則快速下降；或者，如果未在規定時間內獲取到圖像數據或圖像數據量達到一定值時結束計數，則直接進行異常評估；

異常評估包括：設采集到的標簽i的數量為xi、最大置信度為pi，在采集完成后，對采集到的數據進行如下計算：Qi=xi×pi，取最大的Qi，則其對應的標簽i便為評估結果。

2.根據權利要求1所述的基于光視覺技術的海底管道自主巡檢方法，其特征在于，所述獲取訓練數據集對建立的管道漏點識別模型進行訓練，包括：

通過對場景與光線的變換模擬真實實驗環境下巡檢的場景，利用水下運動相機與機器魚上搭載的水下攝像頭對水下物體數據集進行采集；

對采集到的水下物體數據集視頻進行分幀處理，并且挑選拍攝視角正確、成像環境清晰、光圈參數符合訓練的圖片進行標注訓練；

將水下物體數據集中物塊根據形狀分為圓柱和立方體2類，并利用LabelImg圖片標注工具進行標注處理，以VOC數據集格式保存。

3.根據權利要求2所述的基于光視覺技術的海底管道自主巡檢方法，其特征在于，還包括對訓練后的管道漏點識別模型進行驗證，包括：分配出預設比例的數據集以及額外分配的非訓練集的照片作為測試集，驗證所述管道漏點識別模型識別精度。

4.根據權利要求1-3任一項所述的基于光視覺技術的海底管道自主巡檢方法，其特征在于，所述管道漏點識別模型為基于YOLOv4-tiny網絡的識別模型，所述YOLOv4-tiny網絡以CSPDarknet53-tiny網絡作為骨干網，所述CSPDarknet53-tiny網絡使用了跨級部分網絡中的CSPBlock模塊； CSPBlock模塊將特征映射分為兩部分，并通過跨級殘差邊緣將兩部分合并。

5.根據權利要求1所述的基于光視覺技術的海底管道自主巡檢方法，其特征在于，構造計數器最大值與采集時間的函數，提高異常評估的速度。

6.根據權利要求5所述的基于光視覺技術的海底管道自主巡檢方法，其特征在于，所述計數器最大值與采集時間的函數采用三次多項式擬合：

，其中：為時間，為計數器最大值。

7.一種設備，其特征在于，包括：

處理器；

存儲器，用于存儲計算機可執行指令；

圖像采集器，用于采集海底管道圖像信息；

當所述處理器執行所述計算機可執行指令時，所述處理器執行權利要求1-6任一項所述的基于光視覺技術的海底管道自主巡檢方法，對海底管線進行巡檢評估。